全球航天器发射统计与分析

徐映霞（北京空间科技信息研究所）

全球航天器发射统计与分析

2016 Year in Review: World Space Launches

徐映霞
（北京空间科技信息研究所）

编者按：

与前2年相比，2016年全球航天发射次数与发射的航天器数量都有所下降，全球共完成85次发射任务，全年发射航天器209个。中国航天年度发射次数再创新高，与美国并列全球第一，结束了俄罗斯自2004年以来一直保持的领先地位。2016年是中国航天事业创建60周年，中国取得了举世瞩目的成就：中国长征－5火箭首飞大捷；世界首颗量子科学实验卫星墨子号发射成功；中国首个空间实验室天宫－2成功入轨。为中国从航天大国向航天强国迈进奠定了基础。同时，国外航天发射活动也精彩纷呈。美国首次成功在海上平台回收第一级火箭；“朱诺”探测器成功进入木星轨道；俄罗斯新型货运飞船首射成功；欧洲载有新一代有效载荷的欧洲通信卫星－9B成功发射，成为世界上首颗投入业务应用的激光通信数据中继卫星；日本“拂晓”金星探测器再次尝试入轨终获成功；印度完成“印度区域卫星导航系统”部署。

借此契机，本刊特推出2016年航天活动回顾专题，以便广大读者对2016年全球航天活动有一个整体的了解。

2016年全球航天器发射活动已经落幕。总体来看，2016年全球航天发射次数与发射的航天器数量低于前2年，但仍然处于历史高位水平。最大的变化是俄罗斯的突然低迷和中国的快速崛起。俄罗斯丢掉了保持长达12年之久的年度发射次数冠军地位，仅屈居第三，而近些年一直位居第三的中国年度发射次数首次突破20次，与美国并列首位。

2016年，全球共完成85次发射任务1，全年发射航天器209个（入轨航天器206个，因发射故障导致2个航天器损毁，因飞船在轨释放未获成功导致1个航天器损毁）。

1 按发射所属国家的数据统计

在全年85次运载火箭发射中，美国和中国的发射次数同为22次，位列年度第一，结束了俄罗斯自2004年以来一直保持的领先地位。美国发射航天器72个，中国发射航天器40个；俄罗斯完成19次发射，发射航天器27个；欧洲完成9次发射，发射航天器20个；印度完成7次发射，发射航天器34个；日本完成4次发射，发射航天器14个；以色列和朝鲜各完成1次发射，分别发射1个航天器。

2016年俄罗斯航天发射活动上下半年差异较大，上半年发射活动较为活跃，而下半年除“国际空间站”运输任务之外，未执行其他航天发射任务，全年总发射次数由以往的30次左右下降到19次。“质子”（Proton）火箭仅执行了3次发射任务，达到自1973年以来的最低值。美国依靠猎鹰－9（Falcon－9）火箭的商业发射，上半年航天发射活动势头强劲，但受到9月1日猎鹰－9火箭发射台爆炸事故后停飞的影响，下半年表现一般。中国航天发射活动创历史新高，年度发射以22次的纪录与美国并列第一。印度、欧洲航天发射也呈持续上升态势，日本航天发射与上一年基本持平。

2016年全球发射航天器数量按发射国家统计情况

2 按航天器所属国家的数据统计

在2016年发射的209个航天器中，按照航天器所属（用户）国家统计，美国87个（其中1个从飞船释放失败），中国36个，欧洲22个，俄罗斯16个，日本15个，印度12个，其他国家或组织共21个。去掉50kg以下航天器后，中国以发射27个航天器的数量反超美国，排名第一。

2016年全球发射航天器数量按所属国家统计情况

2015年和2016年全球发射航天器数量按所属国家对比

3 按航天器应用领域的数据统计

2016年全年发射最多的仍然是对地观测卫星，其次是空间科学与技术试验卫星、通信卫星、导航定位卫星、载人及货运航天器和空间探测器。载人飞行任务次数与2015年持平。受美俄下半年商业发射活动下降的影响，2016年度通信卫星的数量大幅减少，质量低于50kg的微纳航天器数量也出现较大降幅。

2016年全球发射航天器数量按任务领域统计情况

2015年和2016年全球发射航天器数量按任务领域对比

在2016年发射的209个航天器中，对地观测卫星102颗，空间科学与技术试验卫星50颗，通信卫星26颗，导航定位卫星15颗，载人及货运航天器14个，空间探测器2个。

4 按航天器运行轨道的数据统计

在2016年入轨的206个航天器中，运行在低地球轨道（LEO）的航天器最多，达到155个，占全年发射总数的3/4以上，地球静止轨道（GEO）38个、中地球轨道（MEO）10个、大椭圆轨道（HEO）1个、非地球轨道2个。但是从质量不小于50kg的航天器数量看，低地球轨道卫星数量较前些年变化不大。

2016年全球发射航天器数量按运行轨道分布统计情况

2015年和2016年全球发射航天器数量运行轨道分布对比

5 按航天器质量的数据统计

近几年，质量低于50kg的微纳卫星均占年度发射数量的50%以上。受美俄火箭故障的影响，2016年有所下降，占到发射总数量的45%。

2016年全球发射航天器质量分布情况

2015年和2016年全球发射航天器按航天器质量统计对比

搭载发射和空间站释放是微纳卫星进入轨道的主要方式，尤其是空间站释放已成熟使用，大大增加了近年来微纳卫星的发射数量。2016年，美国首度利用货运飞船脱离空间站返回途中变轨成功释放纳卫星，这种部署方式将进一步拉高未来微纳卫星的发射数量。

6 按航天器研制所属国的数据统计

航天器研制所属国均按主承包商的所属国统计。在2016年发射的209个航天器中，美国研制的航天器为98个，较2015年下降较多；中国研制37个，也比2015年有所减少；欧洲与2015年持平，为24颗；俄罗斯比2015年减少约1/3，降为16个；而日本和印度分别增长了2倍，均达到12个；其他国家为10个。

去掉50kg以下航天器的统计数量显示，美国的研制数量仅为原来的37.76%，俄罗斯的研制数量下降最少。美国在微纳航天器研究领域一直较为活跃，2016年研制数量为61个，虽受猎鹰－9火箭事故影响，发射数量较2015年有所下降，但远超其他所有国家的总和；中国2016年研制数量为9个，不如2015年，但仍排在第二。

2016年，较大型宇航公司的排名针对50kg及以上卫星的研制情况进行统计，并且综合考虑了航天器数量和质量等指标，登上前10排名榜的包括4家美国公司、2家中国公司、2家欧洲公司、1家俄罗斯公司和1家印度公司。这10家公司的航天器研制总数量占全球50kg及以上航天器总数的69.83%。

2016年全球发射的航天器按航天器研制所属国统计

2016年各主承包商的航天器数量统计1）

中国空间技术研究院（CAST）与美国劳拉空间系统公司（SS/L）研制数量同为16个，研制航天器质量也大体相当，但考虑到中国空间技术研究院还研制了2颗微纳卫星，研制总数为18颗，因此排名第一。印度空间研究组织（ISRO）首次登上排名榜，排在第4。上海航天技术研究院的研制数量与洛马公司（LM）同为4个，但在研制航天器总质量方面落后，因此未能进入前10名。2013年和2014年蝉联榜首的俄罗斯信息卫星系统-列舍特涅夫公司（ISS Reshetnev）以及年年上榜的欧洲空客防务与航天公司（ADS）2016年的研制数量仅为3个，排名跌出前10。

7 2016年度全球航天器发射情况分析

从2016年全球航天器发射情况统计分析可以看出，世界航天活动具有如下特点和动向。

（1）全球发射活动呈现新的格局，中国可与强国比肩

2016年，中国年度航天发射次数历史性地与美国并列全球第一。这既有中国航天加速发展的内因，也有美国因猎鹰－9火箭事故停飞以及俄罗斯下半年发射活动大幅下降的外因。展望2017年，俄罗斯航天国家集团（Roskosmos）总经理伊戈尔·科马洛夫2016年12月28日表示，俄罗斯2017年发射次数将翻番，即接近40次；美国猎鹰－9火箭恢复发射服务，2017年发射次数也将进一步提高；2017年中国航天发射也将超过30次，达到历史新高。

（2）多个新型火箭实现首飞，纳卫星部署新方式成功验证

2016年，中国继续完善“长征”火箭家族的运载能力，完成了长征－7和长征－5火箭的首飞。日本的艾普斯龙－2（Epsilon－2）固体运载火箭首次执行卫星发射任务，成功发射350kg的空间科学卫星。美国德尔他－4（Delta－4）的2种改进型火箭实现首飞，分别将美国国家侦察局（NRO）的1颗雷达成像卫星和美国空军航天司令部（AFSPC）的2颗地球同步轨道（GSO）巡视卫星送入轨道，轨道-ATK公司的安塔瑞斯－230（Antares－230）火箭首飞成功，完成“天鹅座”（Cygnus）商业货运飞船“国际空间站”补给任务。俄罗斯“质子－M/微风”（Proton－M/Briz）火箭改进型成功完成首飞，将国际通信卫星－21（Intelsat－21）送入轨道。

2016年，轨道-ATK公司首度尝试了货运飞船返回途中释放卫星的方式，分别在6月和11月完成“国际空间站”商业货运任务后、再入大气之前，从“天鹅座”飞船释放了9颗立方体卫星，虽然其中1颗因释放装置出现问题未能成功，但这种新的纳卫星入轨方式已获得成功验证，未来将进一步丰富微纳卫星的部署方式，提高微纳卫星的发射部署机会。

美国太空探索技术公司（SpaceX）继续进行猎鹰－9火箭第一级的回收试验，首次成功实现海上回收，2016年共进行了8次试验，5次取得成功。该公司的下一步计划是利用回收的第一级火箭进行商业发射。

（3）2个新发射场投入使用，成功完成首次发射任务

2 0 1 6年，俄罗斯的东方航天发射场（Vostochny）和中国的文昌航天发射场启用。东方航天发射场位于远东地区的阿穆尔州，该发射场的建成使用将增强俄罗斯航天发射活动的自主性，降低对哈萨克斯坦拜科努尔发射场的依赖。2016年4月28日，联盟－2.1a/“伏尔加”（Volga）火箭成功从该发射场将3颗卫星送入太阳同步轨道（SSO）。

文昌航天发射场位于中国海南省，具有纬度低的优势，可大大提高地球同步轨道卫星的运载能力，提高效费比。2016年6月25日，长征－7火箭成功在该发射场进行了“多用途飞船缩比返回舱”以及5个技术试验载荷的近地球轨道发射。

（4）多颗新型航天器发射运行，实现技术突破

美国发射首颗第四代“卫星数据系统”（SDS）中继卫星，为美国低轨侦察卫星提供数据中继服务；以色列发射了新一代“地平线”（Ofeq）光学成像侦察卫星的首发星地平线－11，卫星使用新的卫星平台和改进的成像系统，在600km轨道高度下的地面分辨率达0.5m；中国发射了“天通”移动通信卫星系统的首发星以及墨子号量子科学实验卫星、“脉冲星试验卫星”等新型科学卫星，在载人航天方面，中国登上新的高度，将航天员在太空的停留时间提高到1个月。

8 国外航天器发射失利情况

（1）俄罗斯发射进步 MS－04飞船失败

北京时间2016年12月1日，进步 MS－04货运飞船搭载联盟－U火箭从拜科努尔航天发射场发射，计划绕地球34圈，于12月3日与“国际空间站”对接。火箭起飞后最初阶段一切正常，在383s时火箭遥测突然中断，当时火箭高度约190km，火箭第三级还应继续点火143s。

俄罗斯进步 MS－04飞船残骸

据俄罗斯媒体报道，在位于拜科努尔航天发射场下靶场约2000km的图瓦共和国的偏远地区上空观测到一次爆炸，还发现了进步 MS－04飞船的残骸。俄罗斯航天国家集团已经成立了调查委员会，着手调查联盟－U运载火箭通信异常的原因。

此次发射是联盟－U火箭退役前的倒数第二次发射，最后一次发射计划在2017年年初进行，之后将使用新一代联盟－2系列火箭。

（2）美国猎鹰－9火箭发射前故障情况

北京时间2016年9月1日，太空探索技术公司的猎鹰－9v1.2火箭携带阿莫斯－6（Amos－6）通信卫星在卡纳维拉尔角空军基地准备进行发射前最后一次静态点火试验。北京时间9月1日21∶07，即静态点火试验前8min，火箭发生爆炸，星箭俱毁，发射台也遭到严重毁坏，所幸未造成人员伤亡。

太空探索技术公司经过4个月的调查得出结论，事故由火箭第二级发动机液氧贮箱中的3个存贮氦的碳纤维缠绕压力容器（COPV）中的一个发生爆炸所致。该公司为提升火箭运力，在碳纤维缠绕压力容器中加注接近三相点的超低温液氧。液氧加注时，碳纤维缠绕压力容器铝质内胆与碳纤维缠绕层之间的缝隙和褶皱中流入液氧，在之后的液氦加注过程中，缝隙和褶皱中的部分液氧固态化形成固氧。铝质内胆随着液氦加注而膨胀，对固氧形成挤压，导致固氧和碳纤维发生反应并燃烧爆炸，大量氦气进入液氧贮箱，贮箱超压进一步引发整个二级发动机爆炸。事故过程已经通过地面试验进行了复现。

太空探索技术公司已制定了改进措施，对已制造火箭提出的改进措施是仍使用原来已经过多次验证的加注流程，并且提高氦的加注温度，防止液氧固态化，未来将修改碳纤维缠绕压力容器的设计，从根本上消除缝隙和褶皱。

猎鹰－9v1.2火箭已于北京时间2017年1月15日恢复发射，从范登堡空军基地“一箭十星”将“下一代铱星”（Iridium Next）通信卫星送入轨道，同时进行的第一级海上回收试验也取得圆满成功。

1由于美国猎鹰－9火箭的爆炸事故发生在发射台地面试验阶段，尚未开始发射程序，因此未计入发射统计。